1. 字符型(char)简介
字符型(char)用于储存字符(character),如英文字母或标点。严格来说,char 其实也是整数类型(integer type),因为 char 类型储存的实际上是整数,而不是字符。计算机使用特定的整数编码来表示特定的字符。美国普遍使用的编码是 ASCII(American Standard Code for Information Interchange 美国信息交换标准编码)。例如:ASCII 使用 65 来代表大写字母 A,因此存储字母 A 实际上存储的是整数65。注意:许多IBM大型机使用另一种编码——EBCDIC(Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code 扩充的二进制编码的十进制交换码);不同国家的计算机使用的编码可能完全不同。
ASCII 的范围是 0 到 127,故而 7 位(bit)就足以表示全部 ASCII。char 一般占用 8 位内存单元,表示ASCII绰绰有余。许多系统都提供扩展ASCII(Extended ASCII),并且所需空间仍然在 8 位以内。注意,不同的系统提供的扩展 ASCII 的编码方式可能有所不同!
许多字符集超出了 8 位所能表示的范围(例如汉字字符集),使用这种字符集作为基本字符集的系统中,char 可能是 16 位的,甚至可能是 32 位的。总之,C 保证 char 占用空间的大小足以储存系统所用的基本字符集的编码。C 语言定义一个字节(byte)的位数为 char 的位数,所以一个字节可能是 16 位,也可能是 32 位,而不仅仅限于 8 位。
2. 声明字符型变量
字符型变量的声明方式和其它类型变量的声明方式一样:
char good;
char better, best;
以上代码声明了三个字符型变量:good、better,和 best。
3. 字符常量与初始化
我们可以使用以下语句来初始化字符型变量:
char ch = 'A';
这个语句把 ch 的值初始化为 A 的编码值。在这个语句中,'A' 是字符常量。C 语言中,使用单引号把字符引起来就构成字符常量。我们来看另外一个例子:
char fail; /* 声明一个字符型变量 */
fail = 'F'; /* 正确 */
fail = "F"; /* 错!"F" 是字符串字面量 */
把字符用双引号引起来构成字符串字面量,所以第三个语句是错误的。我们会在后续的教程中讨论字符串,现在暂且把它放下。
因为字符实质上是以数字的形式存储的,所以我们可以直接使用数字来初始化字符变量,或者给字符变量赋值:
char ch = 65; /* 不好的风格 */
在 ASCII 中,A 的编码是 65,所以对于使用 ASCII 的系统来说,这个语句等同于 char ch = 'A';。使用非 ASCII 的系统中,65 代表的不一定是 A,而有可能是其它任何字符,所以使用数字来初始化字符变量,或者给字符变量赋值是一种不好的风格,因为移植性太差了!但是,使用字符常量(例如 'A')来初始化字符变量,或者给字符变量赋值,字符变量得到的一定是我们所期待的字符的编码值。例如:
char ch = 'A';
无论在使用任何编码的系统中,ch 都能够得到字符 A 所对应的编码值。这是因为编译器会自动把 'A' 转化成 A 所对应的编码值。因此,我们应该使用字符常量来初始化字符变量,或者给字符变量赋值;而不要用数字。
有趣的是,C 使用 int 类型来处理字符常量,而不是 char 类型。例如,在使用32位 int 的ASCII 系统中,以下代码
char ch = 'C';
'C' 的编码值 67 被存储于 32 位的内存单元中;不过 ch 仍然存储于 8 位的内存单元中,只是它的值变成了 67。因此,我们可以定义形如 'good' 的古怪字符常量。因为每个字符的编码值占用 8 位的内存单元,所以这个常量刚好可以存储于 32 位的内存单元。然而,用这种字符常量初始化字符变量,或者给字符变量赋值的话,导致的结果是,字符变量只能得到字符常量的最后 8 位。也就是说,以下代码
char ch = 'good';
ch 得到的是 'd' 的值。
以后,在没有特殊说明的情况下,我们讨论的都是 ASCII。
ASCII 表
ASCII值 |
控制字符 |
ASCII值 |
控制字符 |
ASCII值 |
控制字符 |
ASCII值 |
控制字符 |
0 |
NUL |
32 |
(space) |
64 |
@ |
96 |
` |
1 |
SOH |
33 |
! |
65 |
A |
97 |
a |
2 |
STX |
34 |
" |
66 |
B |
98 |
b |
3 |
ETX |
35 |
# |
67 |
C |
99 |
c |
4 |
EOT |
36 |
$ |
68 |
D |
100 |
d |
5 |
ENQ |
37 |
% |
69 |
E |
101 |
e |
6 |
ACK |
38 |
& |
70 |
F |
102 |
f |
7 |
BEL |
39 |
' |
71 |
G |
103 |
g |
8 |
BS |
40 |
( |
72 |
H |
104 |
h |
9 |
HT |
41 |
) |
73 |
I |
105 |
i |
10 |
LF |
42 |
* |
74 |
J |
106 |
j |
11 |
VT |
43 |
+ |
75 |
K |
107 |
k |
12 |
FF |
44 |
, |
76 |
L |
108 |
l |
13 |
CR |
45 |
- |
77 |
M |
109 |
m |
14 |
SO |
46 |
. |
78 |
N |
110 |
n |
15 |
SI |
47 |
/ |
79 |
O |
111 |
o |
16 |
DLE |
48 |
0 |
80 |
P |
112 |
p |
17 |
DC1 |
49 |
1 |
81 |
Q |
113 |
q |
18 |
DC2 |
50 |
2 |
82 |
R |
114 |
r |
19 |
DC3 |
51 |
3 |
83 |
S |
115 |
s |
20 |
DC4 |
52 |
4 |
84 |
T |
116 |
t |
21 |
NAK |
53 |
5 |
85 |
U |
117 |
u |
22 |
SYN |
54 |
6 |
86 |
V |
118 |
v |
23 |
ETB |
55 |
7 |
87 |
W |
119 |
w |
24 |
CAN |
56 |
8 |
88 |
X |
120 |
x |
25 |
EM |
57 |
9 |
89 |
Y |
121 |
y |
26 |
SUB |
58 |
: |
90 |
Z |
122 |
z |
27 |
ESC |
59 |
; |
91 |
[ |
123 |
{ |
28 |
FS |
60 |
< |
92 |
\ |
124 |
| |
29 |
GS |
61 |
= |
93 |
] |
125 |
} |
30 |
RS |
62 |
> |
94 |
^ |
126 |
~ |
31 |
US |
63 |
? |
95 |
_ |
127 |
DEL |
NUL 空字符 |
VT 垂直制表 |
SYN 同步 |
SOH 标题开始 |
FF 走纸控制 |
ETB 信息组传送结束 |
STX 正文开始 |
CR 回车 |
CAN 作废 |
ETX 正文结束 |
SO 移位输出 |
EM 媒介结束 End of Medium |
EOT 传输结束 |
SI 移位输入 |
SUB 换置 |
ENQ 询问字符 |
DLE Data Link Escape |
ESC Escape |
ACK 确认 |
DC1 设备控制1 |
FS 文件分隔符 |
BEL 响铃 |
DC2 设备控制2 |
GS 组分隔符 |
BS 退格 |
DC3 设备控制3 |
RS 记录分隔符 |
HT 横向制表 |
DC4 设备控制4 |
US 单元分隔符 |
LF 换行 |
NAK 否定 |
DEL 删除 |
参考资料:C Primer Plus, 5th Edtion By Stephen Prata
The C Programming Language 2e By K&R
本文版权归 蚂蚁的 C/C++ 标准编程 以及 作者 antigloss 共同所有,转载请注明原作者和出处。谢谢。
不可打印字符(Nonprinting Characters)
有些 ASCII 字符是不可打印的。例如退格、另起一行、警报等。C 语言提供了两种方法来表示这种不可打印字符。
第一种方法是使用 ASCII 编码。例如,ASCII 编码中,7 用于表示警报:
char beep = 7;
第二种方法是使用特殊符号序列,也就是所谓的转义字符(escape sequences)。参见下表:
转义字符 含义
\a 警报( Alert (ANSI C) )
\b 退格(Backspace)
\f 换页(Form feed)
\n 换行(Newline)
\r 回车(Carriage return)
\t 水平制表符(Horizontal tab)
\v 垂直制表符(Vertical tab)
\\ 反斜杆( Backslash (\) )
\' 单引号( Single quote (') )
\" 双引号( Double quote (") )
\? 问号( Question mark (?) )
\0oo 八进制数( Octal value (o 代表一个八进制数字) )
\xhh 十六进制数( Hexadecimal value (h 代表一个十六进制数字) )
给变量赋值的时候,转义字符必须使用单引号引住。例如:
char nl = '\n';
下面我们详细学习每个转移字符的含义。
\a(警报)是 ANSI C89 添加的,用于产生可听或者可视的警报。\a 产生的效果取决于硬件。一般来说,输出 \a 会产生鸣响。但是在某些系统,输出 \a 不会产生任何效果,或者仅仅显示一个特殊字符。标准明确指出,\a 不应该改变当前活跃位置(active position)。所谓活跃位置,是指显示设备(显示器、打字机、打印机等等)显示下一个字符的位置。以显示器为例,活跃位置就是指光标所处的位置,输出 \a 不会导致光标移动位置。
\b、\f、\n、\r、\t,以及 \v 都是输出设备控制符。退格符(\b)使当前行的活跃位置后退一个位置。换页符(\f)使活跃位置跳到下一页的开端。注:换页符可用于控制打印机换页,但不会导致 PC 机的显示屏换页。换行符(\n)使活跃位置跳到下一行的开端。回车符 ( \r ) 使活跃位置返回当前行的开端。水平制表符(\t)使活跃位置移动若干个位置(通常是8个)。垂直制表符(\v)使活跃位置换若干行。注:\v可用于控制打印机换若干行,但是不会导致PC机的显示屏换行。
\\、\',以及 \" 使我们可以把 \,' 和 " 用作字符常量。如果要打印以下句子:
"\ is called 'backslash'."
我们需要使用如下语句:
printf("\"\\ is called \'backslash\'.\"");
或者
printf("\"\\ is called 'backslash'.\"");
注意,在字符串字面量中,无论写 \' 还是 ',输出都是一样的。但是,在给字符变量赋值时,一定要写 \'。例如:
char ch = '''; /* 错误! */
char ch = '\''; /* 正确。 */
\0oo 和 \xhh 是ASCII码的两种特殊表示形式。如果想用八进制ASCII码表示字符,可以在八进制数前面加上 \ ,然后用单引号引起来。例如:
beep = '\007'; /* \007 代表 \a */
打头的那些0可以省略,也就是说,写成 '\07' 或者 '\7' 都一样。无论有没有打头的0 ,7 都会被当成八进制数处理。
从 C89 开始,C提供了用十六进制表示字符常量的方法:在反斜杆后面写一个 x ,然后再写 1 到 3 个十六进制数字。例如:
nl = '\xa'; /* \xa 代表 \n */
注意:使用ASCII码时,要注意区分数字和数字字符。例如:字符4的ASCII码是52 ,'4' 代表字符 4 ,而不是数字4。此外,尽管 '\n' 和 '\xa' ,'\a' 和 '\007' 是等价的,但是我们应该尽可能使用 '\n' 和 '\a' ,而不要用 '\xa' 和 '\007' 。这是因为前者易懂、便于记忆,而且移植性更高。而后者只对使用ASCII码的系统有效。
参考资料:C Primer 5th Edition
C99 标准
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一、字符输出
printf 函数使用 %c 表示输出字符。因为字符是以 1 字节整数的形式存取的,所以,如果使用 %d 的话,输出的会是整数。例如:
/* 这个程序输出字符以及字符的整数编码 */
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char ch;
printf("Please enter a character.\n");
scanf("%c", &ch); /* 由用户输入一个字符 */
printf("The code for %c is %d.\n", ch, ch);
return 0;
}
请各位自行编译执行此程序,查看其执行结果。输入字符后记得要按回车键。
printf 函数输出 ch 的值两次,第一次以字符的形式输出(因为格式限定符为 %c),第二次以十进制整数的形式输出(因为格式限定符是 %d)。注意:格式限定符只是用于指定数据的输出形式,而不是用来指定数据怎么存储。
二、字符类型的符号
某些编译器中,char 默认是有符号的(signed)。对于这类型的编译器来说,char 的表示范围通常是 -128 到 127 。而另外一些编译器中,char 默认是无符号的(unsigned)。对于这类型的编译器来说,char 的表示范围通常是 0 到 255 。一般来说,编译器的使用说明会注明它默认把 char 当作有符号的还是无符号的。
从 C89 开始,我们可以使用关键字 signed 和 unsigned 来修饰 char 。这么一来,无论编译器默认 char 是有符号的也好,无符号的也罢,我们都可以用 signed char 表示有符号 char ,也可以用 unsigned char 表示无符号 char 。
参考资料:C Primer 5th Edition
C99 标准
本文版权归 蚂蚁的 C/C++ 标准编程 以及 作者 antigloss 共同所有,转载请注明原作者和出处。谢谢。
ANSI C 提供了3种字符类型,分别是char、signed char、unsigned char
char相当于signed char或者unsigned char,但是这取决于编译器!
这三种字符类型都是按照1个字节存储的,可以保存256个不同的值。
signed char取值范围是 -128 到 127
unsigned char 取值范围是 0 到 255
但是char究竟相当于signed char呢还是相当于unsigned char呢??
这就是char和int的不同之处!
int==signed int,但是char不能简单以为==signed char
要确定char究竟等同什么要基于不同的编译器做测试
大多数机器使用补码来存储整数,在这些机器中按照整数类型存储的-1的所有位均是1
假设我的机器也是如此存储,就能据此判断char究竟是等于signed char还是unsigned char
程序如下:
[oracle@test c]$ vi test_char.c
#include <stdio.h>
int main()
{
char a=-1;
signed char b=-1;
unsigned char c=-1;
printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
return 0;
}